(57)【要約】【課題】回転時に生じるコギングやトルクリプルをより効果的に抑制し、電動機の騒音抑制、振動抑制が可能な回転子、及び当該回転子を備えた磁石埋込型の電動機を提供することを目的とする。【解決手段】ロータ４の内部に設けられた複数の挿入孔に複数の永久磁石１０がロータ４の軸方向に埋設され、挿入孔が永久磁石１０の側面、磁極面の端部側、及び、側面と磁極面の端部側との間のコーナー部を囲む中空部３０を有しており、永久磁石１０の磁極面と面する中空部３０における永久磁石１０の磁極面に垂直な方向のギャップｇが、永久磁石１０の中央部側からコーナー部方向にかけて拡大した後、縮小する構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に設けられた複数の挿入孔に複数の永久磁石が軸方向に埋設された電動機の回転子であって、
前記挿入孔は、前記永久磁石の側面、磁極面の端部側、及び、前記側面と磁極面の端部側との間に形成されるコーナー部を囲む中空部を有し、
前記永久磁石の磁極面と面する中空部における前記永久磁石の磁極面に垂直な方向のギャップが、前記永久磁石の中央部側から前記コーナー部方向にかけて拡大した後、縮小することを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記拡大後の中空部のギャップは、前記コーナー部方向にかけて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１記載の回転子。
【請求項３】
前記中空部のギャップは、前記コーナー部の位置において最も小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転子。
電動機。
【請求項４】
前記永久磁石の磁極面と面する中空部における前記永久磁石の中央部側の端部と前記永久磁石の磁極面との間は、突部により隔てられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の回転子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４いずれかに記載の回転子を備えたことを特徴とする磁石埋込型の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子に関し、特に、回転子に形成した挿入孔内に嵌着された永久磁石の磁束密度の分布及び変化を最適化することが可能な回転子、及び当該回転子を備えた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、従来の埋込磁石型同期電動機（ＩＰＭモータ）は、ロータコアの挿入孔を介して埋設された互いに隣り合う磁石の側面に空隙を形成し、互いに隣り合う磁石間の異なる磁極間において磁束が短絡することを抑制するものが知られている。しかし、同文献に示す電動機においては、異なる磁極間において磁束が短絡することは抑制できるものの、ロータ外周面からステータ側に流れる磁束の密度が、磁石がロータコアと接触する部分では高く、空隙が形成された部分では急激に低くなるため、ロータの円周方向の磁束密度に急激な差が生じる結果、ロータ回転の駆動力となる磁気トルクとリラクタンストルクとの関係に大きな山や谷が生じ、コギングやトルクリプルの発生を助長してしまう虞がある。
また、特許文献２には、永久磁石の側面に形成した空隙に加え、さらに磁石の外周側に面する空隙を形成した埋込磁石型同期電動機が提案されている。
本構成によれば、磁石中央部から磁石の端部の角部に向かう空隙のうち、一部の範囲においては、ロータ表面からヨーク方向への磁束密度が低く、磁石の角部近傍では磁束密度が高くなるため、ロータ表面からヨーク方向へ流れる磁束密度をロータの円周方向に分散させる効果を奏し、ロータ回転時に生じるコギングトルクやトルクリプルの発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６４３号公報
【特許文献２】特開２００９−１１８６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に開示された構成は、ロータに最も近接する磁石の角部が、ロータに直接接触しているため、当該接触部分においてロータ表面からヨーク方向への磁束密度が急激に高くなり、ロータとヨーク間の磁束密度の高低の変化が過渡的なものとなり、特許文献１と同様コギングトルクやトルクリプルを十分に抑制するには至っていない。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、ロータの回転時に生じるコギングやトルクリプルをより効果的に抑制し、電動機の騒音抑制、振動抑制が可能な磁石埋込型の電動機に好適な回転子、及び、磁石埋込型の電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための回転子の構成として、内部に設けられた複数の挿入孔に複数の永久磁石が軸方向に埋設され、挿入孔が永久磁石の側面、磁極面の端部側、及び、側面と磁極面の端部側との間のコーナー部を囲む中空部を有しており、永久磁石の磁極面と面する中空部における永久磁石の磁極面に垂直な方向のギャップが、永久磁石の中央部側からコーナー部方向にかけて拡大した後、縮小する構成とした。
【０００７】
本構成からなる回転子によれば、永久磁石の磁極面と面する中空部における永久磁石の磁極面に垂直な方向のギャップが、永久磁石の中央部側からコーナー部方向にかけて拡大した後、縮小するため、回転子の外周面とヨーク間の磁束密度が永久磁石の中央部側から磁石端部のコーナー部方向にかけて次第に低くなり、その後高くなるため、回転子の円周方向において磁束密度が高い部分を分散できると共に、円周方向における磁束密度の変化の度合いを段階的に緩やかなものとすることができる。よって、コギングトルク、トルクリプルを効果的、かつ効率的に抑制できる。
【０００８】
また、上記構成を前提として、拡大後の中空部のギャップがコーナー部方向にかけて徐々に小さくなるようにした。本構成からなる回転子によれば、拡大後のギャップが、コーナー部方向にかけて徐々に小さくなるため、コーナー部方向に向かって次第に高くなる磁束密度の変化の度合いを徐々に緩やかなものとすることができ、コギングトルク及びトルクリプルの発生をより一層抑制できる。
【０００９】
また、上記構成を前提として、中空部のギャップが永久磁石のコーナー部の位置において最も小さくなるようにした。
本構成からなる回転子によれば、中空部の形状を単純化しながら回転子の円周方向において磁束密度が高い部分を分散できる。
【００１０】
また、上記構成を前提として、中空部における永久磁石の中央部側の端部と永久磁石の磁極面との間が、突部により隔てられた構成とした。
本構成によれば、永久磁石の磁極面からの磁束が突部を経由して回転子の外周面及びヨーク側に流れるため、当該突部を経由する磁束を磁石トルクに有効に寄与させることが可能となる。
また、上記各構成を備えた回転子を電動機に適用すれば、騒音及び振動が抑制された電動機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る電動機の断面図である。
【図２】実施形態に係る電動機の部分断面拡大図である。
【図３】ロータに作用するトルクリプルを比較したグラフである。
【図４】比較例としての電動機を示す図である。
【００１２】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１，図２は、実施形態に係る電動機１の一例を示す図である。
同期電動機型の電動機１（以下モータという）は、モータケース２内に取り付けられる筒状のステータ３と、モータケース２に対して回転自在に支承されたシャフトとしての回転軸５と、当該回転軸５を回転中心として回転するロータ４と、ロータ４の回転位置を検出する図外のレゾルバ、ホール素子等のセンサ等を備える。
【００１４】
図１，図２に示すように、ステータ３は、モータケース２の内周面に沿って配設される円環状のヨーク本体３１と、当該ヨーク本体３１の内周面側からロータ４方向に向けて突出する複数のヨーク３２と、ヨーク３２の外周に巻回されるステータコイル３３とを備え、複数のステータコイル３３を選択的に通電，励磁することで、ロータ４に所定方向の回転力を付与することができる。
【００１５】
モータ１における回転子としてのロータ４は、例えば、軟鉄等の磁性材より成り、回転軸５が貫通する貫通孔５Ａと、六極の永久磁石（以下磁石という）１０が埋設可能な６個の挿入孔２０と、磁束調整部１６Ａ；１６Ｂによってそれぞれ区画される中空部３０；３０とを備える。
【００１６】
ロータ４の円周方向に沿って形成された正六角形配置の複数の挿入孔２０は、回転軸５を中心として等ピッチで形成される。各挿入孔２０の深さ方向は、回転軸５の延長方向と同方向となっている。また、当該挿入孔２０には、磁石１０が嵌挿され、磁石１０はロータ４内に埋設される。また、ロータ４内に埋設された磁石１０からの磁束は、ロータ４の外周面６を介してヨーク３２方向に向かう。
【００１７】
各磁石１０は、図２に示すように、隣接する磁石１０，１０の側面１０Ａ，１０Ｂ同士は外周面６側より回転軸５側が狭くなるように対向し、ほぼＶ字状を成す。
また、平板状、即ち、断面矩形状の磁石１０は、それぞれの端部四隅にコーナー部としての直角な角部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを有する。角部１２Ａより側面１０Ａの領域Ｄ１及び磁極面Ｍ２の領域Ｄ２の範囲は、角部１２Ａと共に後述の中空部３０に臨む。
また、角部１２Ｂより側面１０Ｂの領域Ｄ３及び磁極面Ｍ２の領域Ｄ４の範囲は角部１２Ｂと共に中空部３０に臨む。なお、矩形状の磁石１０のコーナー部としての角部１１Ａ；１１Ｂ，１２Ａ；１２Ｂには、所定の曲率によって面取り加工を施してもよい。
【００１８】
図１に示すように、挿入孔２０内に埋設された状態の磁石１０は、回転軸５と対向する裏面側の磁極面Ｍ１と、ヨーク３２側と対向する表面側の磁極面Ｍ２のそれぞれの磁極が異なるように磁化されている。また、ロータ４の円周方向に沿って互いに隣接する磁石１０の磁極面Ｍ１，Ｍ２同士は、互いに磁極が反対となるように磁化される。
【００１９】
各挿入孔２０は、図２に示すように、磁石１０の回転軸５側の磁極面Ｍ１を支持する裏面支持部１３と、裏面支持部１３と連続し、磁石１０の側面１０Ａ；１０Ｂの領域Ｄ１，Ｄ３以外をそれぞれ支持する側面支持部１４Ａ；１４Ｂと、磁石１０のヨーク３２側の磁極面Ｍ２の領域Ｄ２，Ｄ４以外を支持する表面支持部１５と、本実施形態の主要部を構成する上述の磁束調整部１６Ａ；１６Ｂとによって形成される。ロータ４回転時における磁石１０のロータ４に対する動きは、裏面支持部１３、側面支持部１４Ａ；１４Ｂ及び表面支持部１５の接触によって拘束される。
【００２０】
次に、磁束調整部１６Ａ；１６Ｂについて説明する。
磁束調整部１６Ａ；１６Ｂはそれぞれ、磁石１０の角部１２Ａ；１２Ｂの周囲に中空部３０；３０を形成する。なお、以下の説明においては磁束調整部１６Ａのみについて説明する。図２の部分拡大図に示すように、磁束調整部１６Ａは、側面支持部１４Ａの先端に相当する端点Ａからやや傾斜して立ち上がる辺部Ｐと、当該辺部Ｐよりも急な傾斜を有する傾斜辺部Ｑと、この傾斜辺部Ｑの端点Ｃより、外周面６に沿って延長する辺部Ｒと、辺部Ｒと連続して外周面６に沿って延長する辺部Ｓと、折り返し辺部Ｔと、折り返し辺部Ｔの端点Ｈより磁石１０の磁極面Ｍ２の方向に傾斜する辺部Ｕと、辺部Ｕの端点Ｉより磁極面Ｍ２側に立ち下がる立下り辺部Ｖを有し、各辺部Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖと、磁石１０との間に中空部３０が形成される。
【００２１】
磁束調整部１６Ａによって形成される中空部３０は、磁石１０の角部１２Ａを含み、側面１０Ａの領域Ｄ１及び磁極面Ｍ２の領域Ｄ２に渡って磁石１０の周囲を包囲する。
角部１２Ａを含んで形成された中空部３０は、磁石１０の側面１０Ａ側の領域Ｄ１に対応するほぼ台形状の側面側中空部３０Ａと、磁石１０の磁極面Ｍ２の端部側の領域Ｄ２に対応するほぼＵ字状の外周側中空部３０Ｂとに区画され、両中空部は、角部１２Ａに対応して設けられた中空部３０内における最小ギャップｇｍiｎを介して連通する。
【００２２】
外周側中空部３０Ｂには、辺部Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖにより、磁石１０の長手方向外側に開口したＵ字部３０Ｃが形成される。当該Ｕ字部３０Ｃは、辺部Ｔ，辺部Ｕ，辺部Ｖによって区画された突部３５によって磁石１０の磁極面Ｍ２と隔てられている。
また、外周側中空部３０Ｂにおける磁石１０の磁極方向（磁極面Ｍ２に対して垂直な方向）のギャップｇは、仮想線Ｌ３に対応するＵ字部３０Ｃの底部の点Ｇ（磁石１０の中央部に最も近い端部）から角部１２Ａ方向に向かって大きくなり、仮想線Ｌ２に対応するＥ−Ｊ間の位置において最大となり（ｇｍａｘ）、当該ｇｍａｘを経た後、再び角部１２Ａ方向に向かって徐々に小さくなり、仮想線Ｌ１と対応する点Ｄ−角部１２Ａの位置において最小となる（ｇｍｉｎ）。
なお、磁束調整部１６Ｂの形状は、上記磁束調整部１６Ａの形状と磁石１０の両端部において対称であるため、角部１２Ｂを含んで形成された他方の中空部３０も一方の中空部３０に対して対称の形態である。よって、以下の説明においては、磁束調整部１６Ａによって形成される一方の中空部３０のみについて詳細に説明する。
【００２３】
図２の部分拡大図に示すように、磁束調整部１６Ａの各辺部Ｐ；Ｑ；Ｒ；Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖは、側面支持部１４Ａの端点Ａを起点として、磁石１０の側面１０Ａにおける側面支持部１４Ａと当接していない領域Ｄ１、一方の角部１２Ａ、及び、磁極面Ｍ２における表面支持部１５と当接していない領域Ｄ２の周囲から離間して、その周囲を取り囲むように延在し、表面支持部１５の先端に相当する端点Ｊで終端する。
【００２４】
上記磁束調整部１６Ａによって形成される中空部３０のうち、側面１０Ａの一部の領域Ｄ１に面する側面側中空部３０Ａは、端点Ａを起点として端点Ｊで終端する磁束調整部１６Ａのうち、端点Ａから端点Ｂに向かって延出するＡ−Ｂ間の辺部Ｐ、端点Ｂから端点Ｃに向かって延出するＢ−Ｃ間の辺部Ｑ、及び、端点Ｃから点Ｄに向かって延在するＣ−Ｄ間の辺部Ｒの３つの辺部Ｐ，Ｑ，Ｒによって形成される。
【００２５】
辺部Ｐは、端点Ａから、磁極面Ｍ２に対して垂直な磁極方向外側（ステータ３側）に向かうに従って磁石１０の長手方向外側に傾斜して延出し、端点Ｂに至る。また、辺部Ｑは、辺部Ｐよりも急な傾斜を持って端点Ｂから磁極方向外側に向かうに従って長手方向外側に延出し、端点Ｃに至る。また、辺部Ｒは、円筒状のロータ４の外周面６に沿うように長手方向内側に向かうに従って磁石１０の磁極方向外側に向かって延出し、点Ｄに至る。図２の部分拡大図に示すように、辺部Ｒは、ロータ４の回転中心を中心とする半径Ｒ２により形成され、一定の曲率を持って延在する円弧である。
ここで、点Ｄは、角部１２Ａから磁極方向外側に延在する仮想線Ｌ１と、磁束調整部１６Ａとの交点であり、側面側中空部３０Ａと外周側中空部３０Ｂとの境界となる点である。
【００２６】
上述の３つの辺部Ｐ；Ｑ；Ｒにより形成される側面側中空部３０Ａは、端点Ｃの位置において、磁石１０の側面１０Ａから長手方向へのギャップｇが最も大きい。当該側面側中空部３０Ａは、主として磁石１０から放出される磁束が、当該磁石１０に隣接する他の磁石１０の磁束と短絡することを抑制する。
【００２７】
磁束調整部１６Ａによって形成される中空部３０のうち、磁石１０の領域Ｄ２に面する外周側中空部３０Ｂは、端点Ａを起点として端点Ｊで終端する磁束調整部１６Ａのうち、点Ｄから端点Ｆに向かって延出するＤ−Ｆ間の辺部Ｓ、端点Ｆから端点Ｈに向かって延出するＦ−Ｈ間の辺部Ｔ、端点Ｈから端点Ｉに向かって延出するＨ−Ｉ間の辺部Ｕ、及び、端点Ｉから端点Ｊに向かって延出するＩ−Ｊ間の辺部Ｖの４つの辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖによって形成される。
【００２８】
辺部Ｓは、前述の辺部Ｒと連続し、円筒状のロータ４の外周面６に沿うように長手方向内側に向かうに従って磁石１０の磁極方向外側に向かって延出し、端点Ｆに至る。また、辺部Ｓは、前述の辺部Ｒと同様に、ロータ４の回転中心を中心とする半径Ｒ２により形成され、一定の曲率を持って延在する円弧である。つまり、辺部Ｓ及び辺部Ｒは、同一の半径Ｒ２により形成され、ロータ４の外周面６に沿って一定の曲率により延在する。
ここで辺部Ｓ中の点Ｅは、端点Ｊから磁極方向外側に延在する仮想線Ｌ２と磁束調整部１６Ａとの交点であり、磁極方向における磁石１０の磁極面Ｍ２とのギャップｇが最も大きい地点である。
辺部Ｔは、前述の辺部Ｓと連続し、磁石の長手方向外側に折り返して延在し、端点Ｈに至る。また、辺部Ｔは、半径ｒ１により形成され、一定の曲率を持って延在する円弧である。
ここで辺部Ｔ中の点Ｇは、他の点Ｄ；Ｅ、端点Ｆ；Ｈ；Ｉ；Ｊのうち、磁石１０の磁極面Ｍ２の中央側に位置する点である。換言すれば、点Ｇは、磁石１０の長手方向中央部に最も近い点である。
【００２９】
辺部Ｔと連続する辺部Ｕは、長手方向外側に向かうに従って磁石１０の磁極方向内側に向かって延出し、端点Ｉに至る。また、辺部Ｕは、ロータ４の回転中心を中心とする半径Ｒ２よりも小径な半径Ｒ１により形成され、一定の曲率を持って延在する円弧である。
辺部Ｕと連続する辺部Ｖは、長手方向外側に向かうに従って磁石１０の磁極方向内側に向かって延出し、端点Ｊに至る。また、辺部Ｖは、半径ｒ２により形成され、一定の曲率を持って延在する円弧である。
そして、上記辺部Ｓ（Ｅ−Ｆ間）、辺部Ｔ、辺部Ｕ及び辺部Ｖにより上述したＵ字部３０Ｃが形成され、辺部Ｔ（Ｇ−Ｈ間）、辺部Ｕ及び辺部ＶによってＵ字部３０Ｃに隣接する突部３５が形成される。
当該突部３５の磁極方向の幅は、辺部Ｔ（Ｇ−Ｈ間）、辺部Ｕ及び辺部Ｖが、点Ｇから磁石１０の磁極面Ｍ２側に徐々に近づくことに起因して、磁石１０の長手方向外側に向かって漸減する。
つまり、辺部Ｔ（Ｇ−Ｈ間）、辺部Ｕ、辺部Ｖ及び磁石１０の磁極面Ｍ２によって区画される突部３５は、磁石１０の中央部側から長手方向外側に向かって磁極方向の幅が漸減すると共に、外周側中空部３０Ｂの一部であるＵ字部３０Ｃと磁石１０の磁極面Ｍ２とを隔てる部分である。
【００３０】
以上のとおり、外周側中空部３０Ｂは４つの辺部Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖにより形成され、各点において、磁極方向のギャップｇが詳細に設定されている。なお、以下の説明においては各点のうち、磁石１０の中央部に最も近い点Ｇを基準として各点における磁極方向のギャップｇを順に説明する。
【００３１】
図２の部分拡大図に示すように、外周側中空部３０Ｂにおける磁石１０の長手方向と直交する磁極方向のギャップｇは、辺部Ｔが一定の曲率を有する円弧として形成されたことに起因して、点Ｇから長手方向外側（角部１２Ａ方向）に向かって端点Ｆまで徐々に拡大し、端点Ｆから端点Ｉまで一定を保った後、辺部Ｖが所定の曲率を有する円弧として形成されたことに起因して、再び徐々に拡大し、仮想線Ｌ２と対応するＥ−Ｊ間の位置において最も広くなる（ｇｍａｘ）。
また、外周側中空部３０Ｂにおいてギャップｇが最も広いＥ−Ｊ間における磁石１０と、ヨーク３２間の磁束密度は、点Ｇ側における磁束密度よりも低くなる。
【００３２】
即ち、点Ｇ近傍における磁束密度は、磁石１０の磁極面Ｍ２と直接接触する突部３５の存在により高くなり、当該点Ｇから磁石１０の角部１２Ａ方向に向かって低下して行き、仮想線Ｌ２に対応するＥ−Ｊ間において最も低くなる。
また、突部３５に対面する磁極面Ｍ２からの磁束は、矢印φで示すように突部３５を介してヨーク３２側に流れ込み易いため、当該突部３５を介して流れる磁束を磁石トルクに有効に寄与させることが可能となる。
【００３３】
また、Ｅ−Ｊ間の位置において最も広くなる磁極方向のギャップｇは、辺部Ｓ（Ｄ−Ｅ間）と、当該辺部Ｓと向かい合う磁石１０の磁極面Ｍ２の領域Ｄ２とが長手方向外側に向かって互いに磁極方向に近づくように延在することに起因して、Ｅ−Ｊ間から磁石１０の角部１２Ａ方向にかけて徐々に縮小し、仮想線Ｌ１に対応する点Ｄ−角部１２Ａ間において最も狭くなる（ｇｍiｎ）。なお、厳密な意味においては、点Ｄ−角部１２Ａ間のギャップｇは、点として存在する点Ｇを除いて最も狭い。
【００３４】
外周側中空部３０Ｂにおいてギャップが最も狭い点Ｄ−角部１２Ａ間における磁石１０と、ヨーク３２との間の磁束密度は、そのギャップ差によってＥ−Ｊ間における磁束密度よりも高くなる。このように、磁石１０の角部１２Ａに対応する位置における外周側中空部３０Ｂのギャップｇを最も狭くすることにより、中空部の形状を単純化しながら円周方向において磁束密度が高い部分を分散できる。
【００３５】
以上のとおり、磁石１０の領域Ｄ２に面する外周側中空部３０Ｂの形状は、磁極方向のギャップｇが、磁石１０の中央部側から磁石１０の外側端部に相当する角部１２Ａの方向にかけて、拡大した後に縮小する形状である。そして、外周側中空部３０Ｂの形状をこのような形状とすることにより、ロータ４の外周面６とヨーク３２との間の磁束密度は、磁石１０の中央部側に位置する点Ｇの近傍から、ギャップｇが最も広いＥ−Ｊ間にかけて低くなり、当該ギャップｇが最も広いＥ−Ｊ間からギャップが最も狭い仮想線Ｌ１に対応する点Ｄ−角部１２Ａ間にかけて徐々に高くなる。
【００３６】
つまり、本実施形態に係る外周側中空部３０Ｂの形状によれば、ロータ４の円周方向、換言すれば、磁石１０の長手方向に沿って磁束密度が高い部分と低い部分とを分散して設けることができる。さらには、外周側中空部３０Ｂにおける磁極方向のギャップｇが、各辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖ、及び、磁石１０の領域Ｄ２によってＵ字部３０Ｃにおいて段階的に拡大した後に、再び縮小するため、ロータ４の円周方向における磁束密度の変化の度合いを段階的に緩やかなものとすることができる。
【００３７】
なお、上述の実施形態においては、磁束調整部１６Ａの各辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖを滑らかな曲線としたが、これに限られるものではなく、辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖを直線とすることや、直線と曲線とを交えて構成してもよい。また、上述の実施形態においては、点Ｇ近傍の形状を半径ｒ１の円弧状としたが、直線によって形成される鋭角状、鈍角状、多角形状等の形状とすることも可能である。
【００３８】
また、上述の実施形態においては、各辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖを滑らかな曲線として、磁石１０の磁極面Ｍ２と直交する磁極方向のギャップｇを磁石１０の長手方向外側に向けて段階的に拡大させた後に縮小するものとしたが、例えば、辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖを直線又は曲線によってテーパ状とし、磁石１０の長手方向に沿って連続的に拡大及び縮小するものとしてもよい。そしてこの場合、突部３５の磁極方向の幅も磁石１０の長手方向外側に向かって漸減するテーパ状となる。
さらには、辺部Ｓ；Ｔ；Ｕ；Ｖを直線によって階段状として、磁極方向のギャップｇを長手方向外側に向けて段階的に拡大及び縮小するようにしてもよい。これらの如何なる形状を採用した場合であっても、円周方向における磁束密度の変化の度合いを緩やかなものとすることができるため、モータ回転時のコギングやトルクリプルを抑制することができ、回転子としてのロータ４の回転効率を飛躍的に向上させることができる。
なお、上述の実施形態においては、磁石１０の極数を六極としたがこれに限られるものではなく、磁石１０の極数やコイルの相数を増減することが可能である。
【００３９】
図３は、上述の実施形態に係る側面側中空部３０Ａ及び外周側中空部３０Ｂを備えた電動機１と、図４に示すような磁石１０の側面側にのみ中空部４０を設けた比較例に係る電動機１Ａそれぞれのロータ４を回転させたときのトルクリプルを測定したグラフである。なお、比較例に係る電動機１Ａについては、実施形態に係る電動機１と同様の構成については同一の符号を付している。
【００４０】
同グラフに示された結果から明らかなように、側面側中空部３０Ａ及び外周側中空部３０Ｂを備えた電動機１は、側面側にのみ中空部４０を備えた電動機に比べ、トルクリプルが大幅に低下することが確認された。具体的には、鎖線で示す側面側にのみ中空部４０を形成した比較例に係る電動機１Ａのトルクリプルのピーク値は０．２４８[Nm・p.p]であるのに対し、実線で示す実施形態に係る電動機１のトルクリプルのピーク値は、０．０５８[Nm・p.p]である。即ち、本実施形態に係る電動機１によれば、トルクリプルのピーク値が大幅に小さくなり、ロータ４回転時の騒音及び振動を抑制可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００４１】
１  電動機，３  ステータ，４  ロータ，６  外周面，１０  永久磁石，
１０Ａ；１０Ｂ  側面，１１Ａ；１１Ｂ；１２Ａ；１２Ｂ  角部，
１６Ａ；１６Ｂ  磁束調整部，２０  挿入孔，３０  中空部，３０Ａ  側面側中空部，
３０Ｂ  外周側中空部，３０Ｃ  Ｕ字部，３５  突部，
Ａ：Ｂ：Ｃ；Ｆ；Ｈ；Ｉ；Ｊ  端点，Ｄ；Ｅ；Ｇ  点，Ｐ〜Ｖ  辺部，
Ｍ１；Ｍ２  磁極面。
【図１】
2013198215.tif 000003
【図２】
2013198215.tif 000004
【図３】
2013198215.tif 000005
【図４】
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